사진설명 : 좌측부터 서민석(고려대학교 컴퓨터정보학과) 교수, 박신우 대학원생, 분당서울대학교병원 김재환(소화기내과) 교수

서민석(컴퓨터정보학과) 교수 연구팀이 진행한 '환자 검체 기반의 췌장·담도암 오가노이드 모델 구축 및 단일 세포 유전자 발현 모델링 파이프라인 확립에 대한 연구'가 지난 2022년 12월 한국 소화힉 내과 학회(KDDW 2022)에서 최우수 발표상으로 선정됐다.

 

이번 연구는 고려대학교 컴퓨터정보학과 박신우 대학원생(지도교수: 서민석)과 분당서울대학교병원 소화기내과 김재환 교수, 넥스트앤바이오가 공동연구로 참여했다.

 

췌장암과 담도암은 환자 생존율이 각각 15.2%, 29% 정도로 예후가 매우 좋지 않은 암 중 하나로, 자각증상이 없어 초기 진단이 어렵고, 췌장암의 경우 종양 내 이질성이 다양하므로 조직검사 시 부정확한 진단 결과가 나타나는 경우도 있다.

 

특히, 종양 내 이질성은 암의 재발과 항암치료 내성의 주요 원인으로 작용하기도 하여, 암 진단 시 이를 정확하게 분석하는 것이 중요하지만 췌장의 인체 해부학적 위치 상 다른 장기에 숨겨져 있으므로 쉽지 않다.

 

이번 연구는 췌장암과 담도암의 조기 진단을 목적으로 진행됐으며, 연구은 병리학적 소견 상 음성인 췌장·담도암 환자의 검체를 3차원으로 배양하여 췌장 및 담도의 기능을 구현한 췌장·담도암 오가노이드(바이오 아바타)를 제작했다.

 

이후, 제작된 환자 유래 오가노이드를 단일 세포 수준에서 유전자 발현형을 측정할 수 있는 단일 세포 RNA 시퀀싱 (Single cell RNA Sequencing) 기술을 적용한 뒤 전산/통계적 기법을 통하여 모델링했다.

 

연구팀은 연구 결과를 통해 비수술적 채취 검체로도 췌장·담도암의 종양 내 세포간 유전적 이질성을 확인했다. 동시에 병리학적 검사에서 발견되지 않았던 암세포가 조기 검출될 수 있음을 발견해냄에 따라 췌장암이나 담도암을 포함하여 다양한 암 조기 진단에서 활용될 수 있을 것으로 내다봤다.

 

 

한편, 현재 박신우 학생은 컴퓨터정보학과 대학원 서민석 교수 연구실 (ABCLab; 인공지능 및 생물정보학 연구실; http://abc.korea.ac.kr)에서 연구를 진행하고 있으며, RLRC (생체시계 기반 항노화 연구센터) 소속 연구원으로 활발한 연구를 이어 나가고 있다.

오가노이드에 대하여

‘미니장기’로도 불리는 오가노이드는 줄기 세포나 장기기반 세포로부터 분리한 세포를 3D 배양법으로 재가공해 만든 세포의 집합체로, 분석과 진단을 넘어 신약개발까지 미래 의료의 전영역에서 활용된다. 뿐만 아니라 오가노이드는 개인화된 종양 모델을 사용하여 환자 맞춤형 약물을 선별할 수 있으며, 환자 맞춤형 치료제 개발과 같은 정밀의료의 혁신을 가능케 한다. 이 외에도 동물실험의 대체를 통해 신약개발 과정에서 발생할 수 있는 윤리적인 문제 해결을 위한 대안으로 활용되고 있다. 특히, 최근 발전하고 있는 정보학(인공지능) 기술과 함께라면, 기존에 연구할 수 없었던 수많은 의/생명 문제들을 해결할 수 있을 것이라 각광 받고 있다.

고려대학교 세종캠퍼스 홍보기금팀

자료제공 : 서민석 교수 연구팀